INTRODUÇÃO
Os acessórios, terminais e emendas, para cabos de média tensão muitas vezes são considerados os pontos mais frágeis das linhas de distribuição subterrâneas e isto se deve ao fato de as estatísticas de falhas dos sistemas de distribuição apontarem uma incidência maior de defeitos nestes acessórios.
As falhas de especificação e principalmente de montagem são as principais causas de defeitos em acessórios. A importância do entendimento da tecnologia envolvida bem como a perfeita compreensão dos métodos de montagem, contribuem tanto para a correta especificação e instalação resultando em uma alta probabilidade de sucesso na rede.
Neste artigo são analisadas as principais tecnologias utilizadas em terminais TPK® para cabos de média tensão, para fazer frente as exigências dos sistemas elétricos de distribuição subterrânea de complexos industriais, comerciais e de concessionárias de energia elétrica.
CONSIDERAÇÕES BÁSICAS PARA TERMINAIS
Os principais fatores para análise e projeto de terminais para cabos de média tensão são:
- método de controle de campo elétrico;
- técnicas de proteção contra as condições do ambiente (controle das correntes de superfície) e;
- método de conexão e acoplamento aos componentes dos sistemas elétricos.
Durante todo o processo deve-‐se procurar uma perfeita harmonia entre os aspectos teóricos para o projeto e práticos para a montagem e uma perfeita compatibilidade entre os materiais componentes envolvidos que constituem os terminais com os dos cabos de média tensão em questão.
Uma perfeita coordenação entre o índice de confiabilidade do sistema, dos cabos e dos terminais são primordiais a fim de se evitar pontos fracos no sistema e assim evitando em perdas monetárias tanto no decorrer da implantação quanto durante a operação do sistema de energia elétrica.
CONTROLE DE CAMPO ELÉTRICO EM TERMINAIS DE MÉDIA TENSÃO
Os cabos de potência de média tensão possuem blindagem do condutor e da isolação para, principalmente, tornar a distribuição do campo elétrico radial ao longo do isolamento e assim solicitar de modo uniforme todo o dielétrico.
Quando se tem que instalar um terminal, para acoplamento do cabo ao sistema elétrico, se torna necessário a interrupção do circuito da blindagem e com isto ocorre uma distorção no campo elétrico antes radial e uniforme e agora passa a conter componentes longitudinais.
Fig. 1 – Linhas de campo elétrico no término da blindagem
Basicamente existem três diferentes métodos para tornar uniforme o campo elétrico na região adjacente ao término da blindagem do isolamento de um cabo de energia, ou sejam:
- alívio capacitivo;
- alívio dielétrico;
- alívio resistivo não linear
Neste artigo vamos tratar apenas do alívio de campo elétrico resistivo não linear pois é a técnica utilizada nos terminais TPK® – Terminais Poliméricos KIT.
Alívio Resistivo Não Linear
O gradiente longitudinal pode ser controlado e mantido dentro de valores aceitáveis estabelecendo-se um circuito elétrico constituído por elementos discretos de impedância, com o arranjo de resistores e capacitores, pela aplicação de um pequeno comprimento de material resistivo não linear sobre a superfície do isolamento do cabo a partir do término da sua blindagem.
Fig. 2 – Alívio e característica do não linear
Quando as correntes capacitivas, vindas do condutor, atravessam o isolamento do cabo e fluem pela camada de material resistivo, causam uma queda de tensão que determina o valor do gradiente de potencial ao longo da camada. Uma vez que a resistência do material é não linear, isto é, sua resistência decresce quando a corrente que o atravessa aumenta, a intensidade de campo elétrico se torna constante ao longo da camada.
A função da camada resistiva não é crítica, desde que assumimos que um acréscimo de campo elétrico provoque uma redução da resistividade causando consequentemente uma redução da solicitação no dielétrico.
Devido a sua ótima performance este método vem sendo utilizado com segurança em terminais TPK® e TPK+ Push On (introduza sobre a isolação) para cabos com tensão de isolamento de até 20/35kV.
CONCEPÇÃO DOS TERMINAIS POLIMÉRICOS TPK E TPK +
Particularmente os terminais TPK e TPK+, possuem tecnologia “Push On”, utilizam o Silicone como polímero base para o corpo do isolador e alívio de tensão resistivo não linear e com esta combinação resultam em alta performance com facilidade de montagem.
Nos terminais TPK o alívio de tensões é obtido pela aplicação de um Mastic resistivo não linear sobreposto a uma porção da semicondutora do cabo e da sua isolação, já no caso do TPK+ o alívio é polimérico e vem incorporado no interior do corpo do isolador.
Os terminais possuem versões uma para uso interno, em painéis e subestações abrigadas e uso externo sujeito às intempéries.
Fig. 3 – TPK uso interno e externo
Além da tecnologia de controle de campo elétrico nos terminais poliméricos se torna importantíssimo o controle das correntes de superfície e a utilização de formulações especificas de materiais com resistência ao UV, trilhamento elétrico e a erosão sendo o ensaio de névoa salina, da NBR 9314, um dos mais significativos para terminais para uso externo.
O Silicone, adequadamente formulado, apresenta um ótimo desempenho frente as solicitações elétricas e do meio ambiente em que se encontram as redes de energia elétrica.
Os terminais TPK e TPK+ foram certificados pelo CEPEL, conforme NBR 9314 e os ensaios foram realizados nos laboratórios do CEPEL, da KIT Acessórios e do LAT- EFEI.
CONEXÃO AOS EQUIPAMENTOS DO SISTEMA ELÉTRICO
Para a conexão aos equipamentos do sistema elétrico a linha de conectores torquimétricos CTK é adequada para cabos com condutores de cobre de 16mm² a 35mm² e possuem a característica bimetálica para cabos com condutor de cobre ou alumínio com secções de 35mm² a 240mm².
Os parafusos torquimétricos são projetados para romper no torque requerido para garantir um contato elétrico estável ao longo de sua vida útil. O rompimento do parafuso torquimétrico se dá rente ao corpo do conector eliminando ressaltos. A tecnologia de conexão torquimétrica se adapta perfeitamente aos condutores compactados, concêntricos e setoriais.
A montagem pode ser através de chave de caixa, sem necessidade de alicates para compressão.
Os conectores torquimétricos CTK atendem aos requisitos da IEC 61238-1 “Compression and mechanical connectors for power cables for rated voltages up to 30kV (Um=36kV)” e da NBR 9326.
CONCIDERAÇÕES FINAIS
Particularmente os TPK e TPK+ são os únicos terminais para cabos de média tensão desenvolvidos e fabricados no Brasil, testados em nossos laboratórios e comprovados em campo nas mais variadas aplicações existentes nos sistemas de distribuição de energia elétrica, seja de geração eólica, na siderurgia, distribuição industrial, distribuição urbana e de condomínios horizontais.
Para ainda facilitar a instalação dos terminais, estão disponíveis os suportes SCK que proporcionam um método simples de fixação tanto em cruzetas quanto em estruturas de subestações e painéis.
Um ponto a se destacar é a compatibilidade que o terminal deve ter com os cabos utilizados e padronizados no Brasil (tipo de semicondutora, tipo de blindagem metálica, uso de cobertura, etc.) pois a utilização de terminais com o padrão de outros países ou mesmo mal topicalizados podem a levar a dificuldades na montagem e até a acarretar a ocorrência de defeitos precoces .
Com o objetivo de facilitar o entendimento do instalador, tendo em conta que muitas vezes ele tem que lidar com varias tecnologias distintas, todos os acessórios da KIT e em particular os terminais TPK e TPK+ possuem instruções bem ilustrativas e uma para cada tipo de construção de cabo, tornando a montagem mais simples, segura e eficaz.
MDR/KIT Acessórios
